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invention
Fédération de Russie Patent RU2097085
MICROWAVE DETECTEUR DE VIE

Nom du demandeur: Oleg Fisun; Hubli Dmitry Vladilenovich; Victor Osipov Rostislavovich
Nom de l'inventeur: Oleg Fisun; Hubli Dmitry Vladilenovich; Victor Osipov Rostislavovich
Le nom du titulaire du brevet: Oleg Fisun; Hubli Dmitry Vladilenovich; Victor Osipov Rostislavovich
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 18.04.1994

L'invention concerne le service de recherche et de sauvetage et peut être utilisé pour la détection active des blocages à partir de roches, matériaux de construction, de la neige et la détermination objective de la présence en eux un homme avec des signes de vie.

Le détecteur de la vie selon l' invention présente un interrupteur à commande électrique 13, le bloc 12 compenser automatiquement, par un modulateur 10 modulation de l'oscillateur 14, le bloc 17 de la phase de base du détecteur de décalage 16 de 90 ^o, deux détecteurs synchrones 18, 19, deux filtres passe - bande 21 et 20, bloc 22 traitement de signaux en quadrature, intégrateur 23 et le compteur 24, et l'amplificateur de puissance est un gain variable.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le service de recherche et de sauvetage et peut être utilisé pour la détection active des blocages dans le but de déterminer objectivement la présence en eux d'un homme avec des signes de vie et l' évaluation des fréquences de la respiration et le rythme cardiaque.

durée de vie de détecteur connu, en utilisant le principe de l' action de l'interféromètre des ondes radio utilisant une compensation de canal, comprenant un générateur de micro - ondes, deux coupleur directionnel, d' un amplificateur de puissance, un circulateur, un additionneur d'antenne associé, la première entrée couplée à la deuxième sortie du circulateur, l' entrée de l' atténuateur connecté en série couplée à la sortie l' un des coupleurs directionnels et la sortie de déphaseur couplé à la seconde entrée de l'additionneur, l'amplificateur à micro - ondes, un détecteur de crête et un indicateur. L'inconvénient de l'utilisation du détecteur dans le but de déterminer l'emplacement des personnes vivantes dans les décombres est une faible précision en raison de la faible sensibilité au signal de la respiration et le rythme cardiaque au niveau de bruit élevé.

Le résultat technique de l'invention est d'améliorer la précision de la détection d' une personne en raison du fait que le détecteur connu est équipé d'une entrée de modulateur couplé à la sortie de l'additionneur et la sortie à l'entrée de l' amplificateur RF; moduler le générateur; commutateur ayant une entrée connectée à la sortie de l'entrée de micro - ondes de commande de l' amplificateur à la sortie du générateur de bande de base et la première sortie est reliée à l'entrée du détecteur d'amplitude à commande électrique; unité de compensation automatique, dont la première entrée est reliée à la sortie du détecteur d'amplitude, une seconde entrée à la sortie de l'oscillateur de modulation, les première et deuxième sorties sont connectées respectivement aux entrées de commande de l'atténuateur et déphaseur, le dispositif de compensation automatique de la troisième sortie avec le contrôle de l'entrée du modulateur, et une quatrième sortie connectée à affichage d'entrée; Unité de détecteur de phase, l'entrée LO est reliée aux branches de sortie du second coupleur directionnel connecté entrée à la sortie du générateur de micro - ondes et la seconde bifurquent à l'entrée du premier coupleur directionnel; ^o déphaseur 90 dont l' entrée est reliée à une seconde sortie de commutateur à commande électrique et une première entrée du détecteur de phase, une seconde entrée couplée à une sortie du dispositif de décalage de phase à 90 ^°; deux détecteurs synchrones dont les entrées sont reliées aux sorties respectives de l'unité de détection de phase, et les entrées d'horloge reliées à la sortie de l'oscillateur de modulation; deux filtres passe-bande dont les entrées sont reliées aux sorties respectives des détecteurs synchrones; Unité de traitement de quadrature comportant des entrées connectées aux sorties des filtres passe-bande respectifs; intégrateur et l'entrée de comptage connectée à la sortie de l'unité de traitement en quadrature du signal, et les sorties, respectivement, aux entrées du second et du troisième indicateur; la quatrième sortie de l'unité de compensation automatique est reliée à une seconde entrée du compteur et l'intégrateur et l'amplificateur de puissance est un gain variable et connectée à l'entrée de la seconde sortie du premier branchement coupleur directionnel, le thermostat et la sortie à l'entrée.

Et aussi en raison du fait que l'unité de compensation automatique est réalisé sous la forme d'un module de comparaison à deux seuils et les entrées de commande automatique de gain sont combinés et sont la première entrée de la compensation automatique; porte, dont une entrée est reliée à la sortie du comparateur à deux seuils et la seconde entrée est la deuxième entrée de la compensation automatique; le compteur ayant une entrée couplée à la sortie de la vanne et relier les entrées aux sorties des deux convertisseurs de contre-analogique, et délivre celle-ci, l'unité de commande automatique de gain et un comparateur de fenêtre sont respectivement les premier, deuxième, troisième et quatrième sorties de compensation automatique.

Fig. La figure 1 est un schéma de principe de la durée de vie du détecteur de micro-ondes	Fig. 2 un schéma synoptique de l'unité de compensation automatique
Fig. 3, une étape e et la tension en dents de scie générée aux sorties du CNA	Fig. solution de filtrage à 4 niveaux

Le détecteur comprend un générateur de micro - ondes 1; deux coupleur directif 2 et 3; 4, l'amplificateur de puissance configuré avec un coefficient variable; un circulateur 5, une antenne couplée à la sortie de l'unité 6. La branche du coupleur 3 est relié à des détecteurs de phase et la sortie de ramification coupleur 2 par l'intermédiaire de l'atténuateur à commande électrique 7; un déphaseur à commande électrique 8 est reliée à l'entrée d'un additionneur 9 dont l'entrée est reliée à la sortie du circulateur, et une sortie à une entrée du modulateur 10, dont la sortie est reliée à l'entrée 11 de l'amplificateur à micro-ondes. Le bloc 12 compensation automatique est reliée à l'entrée de commande de l'atténuateur 7, l'entrée de commande du dispositif de décalage de phase 8 et l'entrée du modulateur 10. Un interrupteur 13 (touche) d'entrée à commande électrique couplé à la sortie 11 de l'amplificateur à micro-ondes. Le générateur de modulation 14, un détecteur d' amplitude 15, un dispositif de décalage de phase 16-90 ^o. Le bloc 17 de l'entrée du détecteur de phase couplé à une clé de sortie 13. Le bloc 17 est relié aux détecteurs synchrones 18, 19 qui, grâce à filtres passe-bande 20, 21 sont connectés aux entrées du bloc 22 correspondant, le traitement en quadrature de signaux qui, par l'intermédiaire de l'intégrateur 23 et le compteur 24 est reliée à des entrées d'affichage 25 . unité de compensation automatique 12 comprend un comparateur à fenêtre 26 ayant une entrée reliée à la première unité d'entrée 12 et une unité de commande automatique de gain 27, dont la sortie constitue la première sortie du comparateur 12. la sortie 26 est reliée à une entrée de la porte 28 qui est reliée par l'intermédiaire d'un compteur 29 aux entrées convertisseur numérique-analogique 30, 31 dont les sorties sont les sorties du bloc 12.

détecteur de Lie fonctionne comme suit

Générateur de micro - ondes génère une radio micro - ondes qui, à travers des coupleurs 2 et 3, un amplificateur 4, un circulateur 5, une antenne 6 et sont dirigés vers le barrage, lorsque la personne est possible. Réception d'un signal réfléchi de l'antenne consiste en une composante de bande de base généré en raison de la réflexion à partir du barrage et modulé produit par réflexion à partir d'une personne vivante. Et cette modulation se produit en raison du mouvement des organes du corps humain dans sa respiration et le cœur d'activité. composante non modulée du signal reçu par l'intermédiaire du circulateur et l'additionneur 9 est transmis à un modulateur 10 où il est compensée en phase et en amplitude avec le signal provenant du générateur 1 par l'intermédiaire du coupleur 3 par l'intermédiaire d'un atténuateur 7, le dispositif de décalage de phase 8 et l'additionneur 9 dans la configuration, l'atténuateur 7 et le déphaseur 8. ici pénètre également la composante modulée, qui est amplifié dans l'amplificateur 11 et commuté entre une première et une seconde sortie 13 à une clé fréquence F donnée par le générateur 14. l'unité de compensation automatique 12 est conçu pour fournir un niveau nominal de signal reçu, fonctionne comme suit. Si le résultat de la modification de la position de l'antenne ou lorsque l'appareil est mis signal modulé à partir de la clé 13 dans le détecteur 15 à la première unité d'entrée 12 dépasse le seuil de comparateur supérieur 26, puis sa sortie à la vanne 28 pénètre dans la tension d'ouverture, ce qui provoque des impulsions provenant de l'oscillateur 14 sont entrés dans le compteur 29. Simultanément à la sortie du module AGC au modulateur 10 reçoit la tension de limitation d'amplitude du signal et empêchant ainsi la saturation de l'amplificateur 11. Etant donné que les sorties binaires du compteur 29 sont reliées aux entrées correspondantes de la catégorie du DAC 30 et DAC 31, à leurs sorties sont formées par étapes la tension en dents de scie (fig. 3, a et b) est introduit respectivement aux entrées de commande de l'atténuateur et déphaseur 7 8. Ainsi, il existe un buste de valeurs d'amplitude et de phase du signal de compensation à l'intérieur des limites et des incréments spécifiés définis par le compteur de bits. À un certain point arbitraire dans l'amplitude du signal (Fig. 3f) tombe en dessous du seuil de comparateur inférieur 26 et la tension produite à sa sortie, une soupape de verrouillage 28. Le compteur 29 enregistre l'état actuel des réalisations et le CNA 30 et DAC 31 sont stockées tension correspondant à la phase et l'amplitude du signal de compensation, ce qui a conduit à l'amplitude nominale du signal. En même temps que le module AGC 27 est alimenté à la tension de modulation, en fournissant le gain maximum du signal et la sortie du comparateur 26, la tension correspondant au dispositif prêt à fonctionner, et conduisant à l'état initial du compteur 24 et un intégrateur 23.

Ainsi, le détecteur acquiert la capacité de travailler avec une sensibilité maximale constante de l'antenne indépendamment de la charge et le changement de l'antenne à distance. Cet état est maintenu aussi longtemps que, à la suite de tout mouvement de l'antenne ou de son remplacement, le signal de sortie du détecteur 15 dépasse le seuil de comparateur supérieur 26.

Le signal de sortie de la clé 13 peut être représentée comme

Les deux premiers éléments du second facteur de formule (1) annulent mutuellement en raison du bloc 12 à une valeur qui ne conduit pas à la saturation de l'amplificateur 11. Après la séparation de S (t) du signal en deux, une moitié des retards de signal en phase de 90 à déphaseur 16 ^°, une phase équilibrée unité 17 de détection d'un signal provenant d'un coupleur d'oscillateur local 3 deux signaux, détection synchrone d'un signal de commande du générateur de clé 14, en passant par les filtres 20 et 21, équerrage et sommation dans le bloc 22, le signal résultant aura la forme:

où la composante de phase résultante constante du signal réfléchi à partir du signal de phase d'oscillateur sujet humain,

d (t) moduler la fonction des ondes électromagnétiques réfléchies par le corps humain , avec ses fonctions vitales, y compris modulation d' amplitude et de phase.

A partir de cette formule, il en résulte que l'amplitude du signal qui en résulte ne dépend pas de la phase Et par conséquent la distance entre l'antenne et l'homme.

Le signal r (t) de sortie du bloc 22 est fournie à l'indicateur 25 par l' intermédiaire de l'intégrateur 23 et le compteur 24, ce qui permet d'évaluer l'amplitude du signal, accumulée au fil du temps et de la fréquence de la respiration humaine. la détection de la personne fait fixée par le signal de sortie dépassant le seuil de l'intégrateur prédéterminé dispositif sonore ou un dispositif externe (un microprocesseur ou d'un analyseur de spectre) connecté aux sorties des unités de filtre correspondant 20, 21. Dans ce cas, il est possible d'étudier le spectre de la respiration et de signal impulsionnel et à des fins de diagnostic.

signal du détecteur d'entité et les conditions opératoires conduisent à des besoins spécifiques des filtres solutions de circuits passe - bande 20, 21. Ces filtres résolvent le problème de détourage la composante constante du signal d (t) (la limite inférieure de la fréquence de coupure de 0,05 Hz 0,015) et d' augmenter le rapport signal / bruit en limitant bandes de fréquences du signal en haut (fréquence supérieure de coupure dans la plage de 1 4Hz). Ceci doit être fourni par la température et la stabilité dans le temps de ses paramètres, le minimum le temps de stabilisation à sa sortie, une réaction sans vibration à l'impulsion action. Fig. La figure 4 est une vue schématique de l'unité de filtre sur la base de la décision de l'amplificateur opérationnel DA, des résistances R1 à R7, très stables condensateurs de précision C1 et C2 de faible capacité. Les rapports entre les éléments doivent être choisis en fonction de la fonction de transfert:

K (p) = (1 + K) pT / [(1 + pT) (1 + KPT)]

où T est la constante de temps de filtre, qui détermine la fréquence de coupure inférieure du niveau;

facteur K qui détermine la liaison supérieure de fréquence limite;

opérateur de Laplace p.

L'avantage de ce dispositif est indépendant de la sensibilité de la position de l'antenne par rapport au barrage, sa composition et sa structure, et la distance à la personne. Un autre avantage est la possibilité d'utiliser d'autres antennes spécialisées, par exemple en tant que sonde d'être insérée à travers de petites ouvertures dans les cavités. Utilisation d'un amplificateur de puissance à gain variable détecteur étend les capacités fonctionnelles pour l' utilisation comme agents de diagnostic médical sans contact respiration et la fréquence cardiaque dans l'espace ouvert et à travers la barrière diélectrique avec une exposition minimale aux rayonnements micro - ondes.

REVENDICATIONS

1. La durée de vie du détecteur de micro - ondes comprenant un générateur de micro - ondes, deux coupleur directionnel, d' un amplificateur de puissance, un circulateur, un additionneur d'antenne associé, la première entrée étant couplée à la deuxième sortie du circulateur, connecté en série atténuateur d' entrée couplée à la sortie de l' un des coupleurs directionnels et la sortie du déphaseur est reliée une seconde entrée d'additionneur, un amplificateur à micro - ondes, un détecteur de crête et un indicateur, caractérisé en ce qu ' il est pourvu d'une entrée de modulateur connecté à la sortie de l'additionneur et la sortie à l'entrée de l'amplificateur à micro - ondes, le générateur de modulation, un commutateur commandé électriquement ayant une entrée connectée à la sortie de la commande de l' amplificateur à micro - ondes entrée à la sortie de l'oscillateur de modulation, et la première sortie à l'entrée du détecteur d'amplitude, le dispositif de compensation automatique, la première entrée est reliée à la sortie du détecteur d'amplitude, la seconde entrée - à la sortie de l'oscillateur de modulation, les première et seconde sorties reliées respectivement aux entrées de commande de l'atténuateur et déphaseur, la troisième sortie unité de compensation automatique pour commander l'entrée du modulateur, et une quatrième sortie connectée à l'entrée du bloc d'indicateur de l'entrée du détecteur de phase couplé à une sortie de dérivation du second coupleur d' entrée connectée directionnelle à la sortie du générateur de micro - ondes et la seconde branche de la sortie à l'entrée du premier coupleur directionnel, un dispositif de décalage de phase pour 90 ^°, dont l'entrée est reliée à la seconde sortie du commutateur pouvant être commandé électriquement et la première entrée du détecteur de phase, une seconde entrée couplée à une sortie du déphaseur de 90 ^°, deux détecteurs synchrones dont les entrées sont connectées aux sorties respectives des entrées de détecteur et d' horloge de phase de bloc connecté à la sortie générateur de modulation, deux filtres passe-bande dont sont reliées aux sorties des détecteurs synchrones respectifs entrées bloquer processeur de signaux en quadrature comportant des entrées connectées aux sorties des filtres passe-bande, un intégrateur et l'entrée du compteur respectif connecté à l'unité de sortie du traitement de signal en quadrature, et une sortie respectivement à la deuxième et troisième affichage d'entrée, la quatrième sortie de l'unité de compensation automatique est reliée à une seconde entrée du compteur et l'intégrateur et l'amplificateur de puissance est un gain variable et connectée à la seconde entrée des branches de sortie du premier coupleur directionnel et une sortie à l'entrée du circulateur.

2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de compensation automatique est réalisé sous la forme d'un module de comparaison à deux seuils et des entrées de commande automatique de gain qui sont combinés et la première entrée de l'unité de compensation automatique de la vanne, une entrée couplée à une sortie à deux comparateurs à seuil et une deuxième entrée la seconde entrée de la compensation automatique, le compteur ayant une entrée connectée à la sortie de la vanne, et relié aux entrées à la sortie du compteur de deux convertisseurs analogiques, lorsque ce dernier quitte le module de commande automatique de gain et un comparateur à deux seuils sont respectivement les premier, deuxième, troisième et quatrième sorties de l'unité de compensation automatique.

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Date de publication 23.11.2006gg

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